韦伯太空望远镜在两颗年轻原恒星IRAS 2A和IRAS 23385周围发现乙醇和其他结冰成分

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（）据美国宇航局：玛格丽塔酒、醋和蚂蚁蜇伤有什么共同点？它们含有美国国家航空航天局詹姆斯·韦伯太空望远镜在两颗年轻原恒星IRAS 2A和IRAS 23385周围发现的化学成分。尽管这些恒星周围还没有形成行星，但韦布在那里探测到的这些和其他分子代表了形成潜在宜居世界的关键成分。

一个国际天文学家团队使用韦布的MIRI（中红外仪器）识别了各种由复杂有机分子组成的冰状化合物，如乙醇（酒精）和可能的乙酸（醋中的一种成分）。这项工作建立在韦布之前在寒冷、黑暗的分子云中探测到的各种冰的基础上。

图片A：原恒星IRAS 23385的平行场（MIRI图片）



这张波长为15微米的图像是由美国国家航空航天局詹姆斯·韦伯太空望远镜上的MIRI（中红外仪器）拍摄的，位于原恒星IRAS 23385附近。IRAS 23385和IRAS 2A（在这张照片中不可见）是一个国际天文学家团队最近研究的目标，该团队利用韦布发现，形成潜在宜居世界的关键成分存在于早期原恒星中，而这些恒星尚未形成行星。图片：NASA、ESA、CSA、W.Rocha（莱顿大学）

复杂有机分子的起源是什么？

荷兰莱顿大学的团队负责人Will Rocha说：“这一发现有助于解决天体化学中长期存在的问题之一。”。“太空中复杂有机分子（COM）的起源是什么？它们是在气相中还是在冰中产生的？对冰中COM的检测表明，冷尘粒表面的固相化学反应可以形成复杂的分子。”

由于之前在暖气相中检测到了几种COM，包括本研究中在固相中检测到的COM，现在人们认为它们源自冰的升华。升华是指直接从固体变为气体而不变成液体。因此，探测冰中的COM使天文学家有希望更好地了解太空中其他更大分子的起源。

科学家们还热衷于探索这些COM在原恒星进化的后期被输送到行星的程度。冷冰中的COM被认为比温暖的气态分子更容易从分子云传输到行星形成盘。因此，这些结冰的COM可以被纳入彗星和小行星中，进而可能与正在形成的行星碰撞，为生命的繁荣提供物质。

科学团队还检测到了更简单的分子，包括甲酸（引起蚂蚁蜇伤的灼烧感）、甲烷、甲醛和二氧化硫。研究表明，二氧化硫等含硫化合物在原始地球上的代谢反应中发挥了重要作用。

图片B:IRAS 2A中的复杂有机分子



标题为“NGC 1333 IRAS 2A原恒星，MIRI中分辨率光谱学”的图片显示了y轴上的光学深度与x轴上以微米为单位的光波长的关系图。x轴的范围从左边的6.8微米到右边的8.6微米，以0.2微米的偶数增量标记。y轴的范围从顶部的0到底部的约0.65，标记的刻度线分别为0.2、0.4和0.6。一条锯齿状的白线和几个突出的山谷水平延伸。不同颜色的垂直带标记不同的波长区域，并用分子名称和公式进行标记。美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜的MIRI（中红外仪器）已经确定了存在于两颗原恒星周围的星际冰中的各种复杂有机分子。这些分子是制造潜在宜居世界的关键成分，包括固相中的乙醇、甲酸、甲烷，可能还有乙酸。这一发现来自对两颗原恒星IRAS 2A和IRAS 23385的研究，这两颗恒星都很年轻，还没有形成行星。插图：美国国家航空航天局、欧空局、加拿大航天局、L.Hustak（STScI）。科学：W.Rocha（莱顿大学）。

类似于我们太阳系的早期阶段吗？

特别令人感兴趣的是，研究的来源之一，IRAS 2A，被描述为低质量原恒星。因此，IRAS 2A可能与我们太阳系的早期阶段相似。因此，在这颗原恒星周围发现的化学物质可能处于我们太阳系发展的最初阶段，后来被输送到原始地球。

该科学项目的协调人之一、莱顿大学的Ewine van Dishoeck说：“随着原恒星系统的进化，当冰物质向内输送到行星形成盘时，所有这些分子都可以成为彗星和小行星的一部分，并最终成为新的行星系统。”。“我们期待着在未来几年里，通过更多的韦布数据，一步一步地追踪这一天体化学轨迹。”

这些观测是为JOYS+（詹姆斯·韦伯年轻原恒星观测）计划进行的。该团队将这些结果献给了团队成员Harold Linnartz，他在本文被接受后不久于2023年12月意外去世。

这项研究已被《天文学与天体物理学》杂志接受发表。

詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的空间科学天文台。韦布正在解开我们太阳系的奥秘，展望其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。韦布是由美国国家航空航天局及其合作伙伴欧空局和加拿大航天局领导的一个国际项目。